5G如何为智能电网“充电”？ | 破局5G新基建关键应用之三

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媒体报道的中国广电与国家电网合资5G公司，给5G+智能电网的应用以巨大想象空间。那么5G在智能电网的场景应用究竟有哪些？商业实现还有多远？

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文 | 赛迪智库电子信息研究所 陈炎坤

融合5G和特高压输电两项新技术的智能电网建设进程不断提速。在以特高压为代表的电力能源流建设之后，以5G新技术为代表的电力信息流建设逐渐展开。5G因其优异的通信特性可以实现智能电网配电侧的双向通信，助力电网实现实时感知、海量传输、智能决策等功能，为电网信息化建设提供坚强保障。

智能电网发展现状

智能电网建立在安全稳定的高速双向通信网络基础之上。智能电网通过对先进的传感技术、安全稳定的通信技术以及智能决策系统的应用，可以实现电力资源优化配置、电力故障快速排查、大规模清洁能源快速并网等功能。智能电网包括三部分，坚强智能电网是电网的能源骨架，包括发电、输电、配电等环节，汇聚和传输全网的能源流。各类传感、监测设备是电网的神经末梢，是信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施的有机融合，实时感知电网运行情况。通信网络是电网的传输神经，汇聚着全网的信息流，串联起海量终端和传感设备，为电网决策提供安全稳定信息流，是电网智能化升级的基础。

我国在发、输电环节已建成全球规模最大的电力专网，但配电侧网络仍存问题。电力通信网承接智能电网源、网、荷、储各环节信息采集与监控，保障电网整体高效协调运行，对于电网安全、稳定、经济运行具有重要意义。

目前我国已建成全球最大规模电力专网，形成以光纤通信与无线专网、相结合，电力载波、微波、卫星通信等为辅的电力通信发展模式。但在电网“最后一公里”的低压配电网络环节，现有4G无线网络无法满足电网控制类业务毫秒级时延、关键业务有效隔离、海量智能电网终端接入等需求，配电侧无线通信网络实时响应能力、网络隔离能力、承载能力亟需提升。

5G打通低压配电通信网“最后一公里”。配电网在能源转换环节发挥着枢纽作用，5G通信的超大带宽、超可靠低时延、海量连接等特点与电网通信需求高度契合，其切片模式可完美对接电网业务多样性与隔离性需求。5G网络的应用可以连通配用电侧的采集、控制等设备，构筑全面感知、数据汇集、智能决策的电力物联网系统，满足配电网精益化管理需求，打通低压配电通信网“最后一公里”。

5G应用于智能电网的几大优势

5G网络切片助力实现智能电网三大功能。业务隔离，5G切片技术可以将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络，使得不同切片之间相互隔离，互不影响，保证电力业务的安全隔离要求，同时专网和公网的隔离保证了数据访问安全和网络高可用性。功能定制，网络切片使得5G网络三大特性被划分到不同虚拟网络之中，根据终端类型和使用场景的不同满足其特定的网络需求，并可以降低网络建设成本和网络功耗，大大提升了用户体验和网络资源利用率。质量保障，网络切片之间相互隔离，任何一个切片的拥塞、过载、配置调整都不影响其它切片正常功能，这使得电网容错和抗风险能力更强，且网络功能部署在虚拟网元使得切片管理效率大大提升。

5G技术赋能智能电网多维场景。高级计量，5G的海量连接特性使得智能电力终端得到广泛应用，电力公司能更深入了解客户实时负荷需求，实现电力公司与客户从单向测量向双向互动转变，并根据用户用能习惯，提供更加有效的用能服务和价格优惠，为电网末端供电质量提升提供精确指导。配电自动化，5G的超可靠低时延特性保障配电自动化设备终端实时在线，有效保障配电自动化业务信息传递，助力线路故障毫秒级精准判断，实现故障区域快速隔离和区域供电快速自愈。智能巡检，5G网络的超大带宽可以实现远程高清晰图像回传，使得基于无人机的电网巡检成为可能，实现巡检频次和效率的大幅提升。

5G建设促进电网基础设施商业变现。激活杆塔资源，5G高密度基站可激活电网海量变电站与杆塔资源。5G基站密度将是4G的4-5倍，对铁塔的需求将会空间增加。电网数量巨大的杆塔可为5G基站提供建设空间，同时可靠的电力资源、庞大的电力营业厅网络为5G后期运营提供强大支撑。参与电网调峰，5G基站功耗是4G基站的3倍左右，对电能需求巨大，电网可与基站储能系统进行供需互动，在充分保障基站主设备正常运行的同时，合理利用用电波谷时段更为廉价电力资源，参与电网调峰过程。

措施建议

标准制定层面，一是要积极参加国际电工委员会、国际电信联盟等国际电力组织，参与国际电力标准制定，争取在智能电网领域的话语权。二是要联合运营商、电信设备提供商、电力企业等积极参与关于电力的5G标准制定，布好5G在电力方面垂直应用标准的“先手棋”。

基础设施建设层面，一是要协调运营商、电力公司等开展合作，充分利用现有电力杆塔等物理基础设施，快速布设5G通信基站。二是要探索5G基站参与电网调峰的能源高效利用模式，科学布设基站储能系统，充分利用电网波谷资源，保障基站稳定高效电力供应。

终端和应用层面，一是要加强配电自动化、用电信息采集、精准负荷控制、配变监测等智能终端研发和推广力度，筑牢智能电网感知神经末梢。二是要打造高效客户服务互动平台，改变现有电网粗放式计费方式，满足智慧用能需求，提高终端能源利用效率。

延伸阅读：“破局5G新基建关键应用”系列

“加快新基建”系列报道：

复工复产抗击疫情系列报道：

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编辑 / 王改静